NO30,涂布型锂离子电池隔膜专利分析和乐凯公司研究进展.pdf

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1、涂布型锂离子电池隔膜专利分析和乐凯公司研究进展中国乐凯集团有限公司2013.7主要内容一、乐凯公司简介二、涂布型锂离子电池隔膜相关专利分析结论三、乐凯公司在锂离子电池隔膜产业的战略规划四、乐凯公司相关研究进展一、乐凯公司概况•中国乐凯集团有限公司（简称乐凯公司）隶属中国航天科技集团公司，是其全资子公司，始建于1958年，总部位于河北保定。截止到2010年底资产总额72.46亿元。现拥有全资子公司11家、控股子公司3家、参股公司34家、直属单位及分支机构7家，其中上市公司1家。•现有员工7000余人，其中中国工程院院士1人；博士、硕士研究生83人；高级工程师以及各类专业技术和管理人员2

2、000余人。乐凯公司产品概况膜材料及涂层材料印刷材料图像信息材料精细化工近年来，围绕国家战略性新兴产业和产业结构调整，乐凯公司计划到2015年，形成膜及涂层材料、印刷材料、新能源及电子信息材料三业并举的战略格局。二、涂布型锂离子电池隔膜相关专利分析结论（本报告仅就涂布型隔膜进行了阅读和分析整理）1.改善过程安全性涂层改善电池过冲性，提高安全性日本帝人等公司在专利中提出，在基膜双面采用PVDF或其与PAN、PMMA、PEO等混合聚合物微孔涂层；东丽东燃提出双面涂布对二甲苯或其共聚物的微孔涂层。2.提高耐热性的有机耐热聚合物涂层日本帝人和索尼公司等公司在专利中提出，在聚烯烃基膜双面涂布耐

3、热聚合物微孔涂层，以达到电池的高能量密度、高输出化以及大型化的高性能的非水系二次电池所要求的关闭功能和对抑制熔化有效的耐热性。3.陶瓷涂层为了改善电池的安全性，国内外隔膜生产和研究单位提出了大量的陶瓷涂层的发明专利申请：帝人公司提出了用间位芳香族聚酰胺为粘合剂，涂布氧化铝氢氧化铝、氢氧化镁的发明专利；索尼公司提出用芳香族聚酰胺的专利发明；现代、LG、丰田、德固萨等国际厂商和力神、比克、中科来方、金辉等国内公司都提出了大量的陶瓷涂层改性的发明专利，粘合剂分别涉及PVDF、SBR、PEO、CMC等有机物，陶瓷种类也非常多，包括氧化铝、氧化硅、氧化锆、粘土等；涂布支持体也涉及了聚烯烃、无纺

4、布等。三、乐凯公司在锂离子电池隔膜产业的战略规划1.未来10年锂离子电池隔膜市场预期—新能源动力电池1部手机电池的隔膜用量为0.03平方米。1辆电动自行车的隔膜用量为1平方米。1部轿车的隔膜用量为400平方米。1台电动汽车的隔膜用量为1000平方米。我国新能源规划到2020年，电动汽车要达到500万辆，仅此就需要20亿平方米的锂离子电池隔膜。2.乐凯公司在锂离子隔膜领域的规划涂布隔膜涂布PVDF，涂布耐高温陶瓷涂层改善安全性树脂高循环隔膜和易成型隔膜高安全隔膜3C电池耐高温隔膜动力电池四、乐凯公司相关研究进展1.3C电池隔膜聚合物微孔涂层!产品结构湿法PE隔膜聚合物微孔涂层!工艺流程

5、!乐凯3C聚合物隔膜中试样品和市售产品电镜照片乐凯样品市场样品!乐凯3C聚合物隔膜中试样片与竞品性能比较编市售产品乐凯样品技术指标号（12µm基膜）（12µm基膜）1厚度/(µm)14-1817-192孔隙率/%48603熔融温度/(℃)128-138130-149透气度/(s/4630495100cc)5涂布克重/(g/m2)1.941.896吸液率144%188%乐凯产品孔隙率、透气性和吸液率优于竞品。!某用户对乐凯3C电池隔膜的评价2.耐高温动力电池用隔膜耐高温聚合物微孔涂层!产品结构基膜隔膜耐高温聚合物微孔涂层!工艺流程!乐凯耐高温隔膜初级样品电镜照片!乐凯耐高温隔膜物化性能

6、检测结果序号检测项目高温聚合物膜湿法PE基膜1厚度均匀性(um)(平均厚度±极差)25.0±1.020.0±1.02拉伸强度(MPa)纵/横148/70172/883断裂伸长率(%)纵/横94/14590/1594热收缩(%)纵/横(105℃,1h)2.0/1.52.0/0.65涂层面密度(g/m2)1.8212.266涂层孔隙率66%32%7刺穿强度(N/um)0.250.258熔断温度249℃138℃9透气性(s/100cc)41631710吸液率188%140%结论：乐凯高温聚合物样片熔断温度、吸液率明显改善。!某用户对乐凯耐高温隔膜的初步评价101100999897/%1#市

7、场主流产品9695945#乐凯耐高温隔膜样品容量保持率1#935#929190020406080100循环圈数对比倍率试验后软包装电池进行1C全充放电循环容量保持率可以发现，倍率循环后乐凯隔膜的软包装电池容量保持率明显高于celgard隔膜的软包装电池。3.陶瓷涂层隔膜!产品结构PE多孔基膜进行电!工艺流程晕放电处理陶瓷和聚合物树脂的分散设备制备聚合物涂布后干燥收卷预混合+陶瓷复合涂布液!乐凯长寿命动力电池用隔膜实验室样品和竞品电镜照片乐凯样品竞品!乐凯长